PAGE5 / 教學設計 高中物理 選修必修課 1.2《動量定理》 日期： §1.2 動量定理 教學設計《動量定理》 本課是在學習動量、動量變化的基礎上，進一步理解和鞏固動量變化，為后面學習動量守恒打下基礎。 在整個高中物理中，解決物理問題的觀點主要有三種，動量觀點是其中之一。 【教學目標】 一、知識與技能 1.理解沖量的定義。 2.能從牛頓運動定律中推導出動量定理的表達式，理解動量定理的表達式，知道動量定理也適用于變力的情形。 3.能運用動量定理解釋有關現象、計算有關問題。 二、 流程與方法 1.體驗動量定理的實驗探索與推導過程，學會用實驗和數學的方法研究物理問題。 2.利用動量定理進行定量計算，提高學生的定量計算能力。 3.通過運用動量定理處理實際問題，提高學生建立物理模型、分析問題和解決問題的能力。 三、情感態度與價值觀 1.培養學生的觀察和動手能力，鼓勵學生把所學知識運用到日常生活和生產實踐中。 2.提高學生的合作與溝通能力。 【教學重點】動量定理的推導與文字表述。 【教學難點】應用動量定理解決相關問題。 【教學方式】實驗法、講解練習法、討論法 【教學過程】 1.新課引入 教師演示雞蛋下落破碎，要求學生思考保護雞蛋不被破碎的方法。
請一位同學上來驗證大家的方法。將兩個實驗進行比較，讓學生從外觀上分析雞蛋不破碎的原因。動量變化ΔP、時間Δt和力F之間有什么關系呢？這就是我們這節課要學習的：動量定理。 二、新課教學 （一）動量定理的理論推導 一個質量為m的物體，在光滑水平面受到恒定力F的作用，做勻速加速直線運動，初始時刻物體的速度為v，經過一段時間Δt后，它的速度變為v'。 請思考以下問題： 從運動學的角度，物體的加速度可以怎樣表示？ 根據牛頓第二定律，物體的加速度可以怎樣表示？ 理清以上兩個關系，你得到了什么規律？ 或 （二）實驗驗證動量定理 實驗器材：鐵架、電火花點定時器、220v交流電、重物、夾子、紙膠帶、尺子。 實驗目的：驗證動量定理 要求學生根據實驗目的，借助現有的實驗器材，設計實驗。經過小組討論，要求學生簡述實驗原理和數據測量方法： 記錄數據： 重物重量為3N（計算時注意單位換算，ΔP保留三位顯著數字） S1/cmV/(m/s) S2/cmV'/(m/s) ΔP/(kgm/s) F/NΔt/s FΔt1234 觀察表格中的數據，是否在允許的誤差范圍內？ （三）基礎知識 1、沖量 ①概念：物理學中，力與力作用時間的乘積稱為力的沖量。 ② 表達式：I=F?t ③ 單位：牛頓秒，符號為N·S ④ 物理意義：反映力對時間的累積作用。
⑤ 矢量與標量的性質：矢量，沖量的方向與力的方向相同 ⑥ 適用條件：求恒定力的沖量 2、動量定理 ① 內容：一個過程中力作用于物體的沖量，等于這個過程開始和結束時其動量的變化量。 ② 表達式：F ③ 各物理量的意義： ④ 矢量性質：寫出公式前要注明正方向。 問題：碰撞時物體所受的力往往不是恒定的力，物體也不是勻加速運動的，那么動量定理還適用嗎？學生討論發表意見，教師點評補充。 類比推導勻加速直線運動位移的過程和方法，利用“化歸不變”的思想和微分元的方法，我們可以把碰撞過程細分為許多短過程，且每個短過程中物體所受的力變化不大，這樣就可以對每個短過程施加F?t=PP。 把應用到各個短過程的關系式相加，就得到了整個過程的動量定理。在F?t=P的應用中，動量定理不僅適用于力不變的過程，也適用于力變的過程；不僅適用于物體做直線運動，也適用于曲線運動；不僅適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子。 （四）動量定理的應用 1、解釋演示實驗的現象，讓學生解釋為什么第二次實驗時，雞蛋完好無損？ 教師點評、總結： 變換動量定理公式：若物體的動量變化量相同，那么作用時間越長，物體受到的力越小；作用時間越短，物體受到的力越大。若作用時間相等，那么動量變化量越大，物體受到的力越大；動量變化量越小，物體受到的力越小。
另外，讓學生說話，多舉動量定律在生活中的應用例子。教師展示一些圖片，豐富學生的理解。 2.計算類問題 【例】一個質量為0.18kg的壘球以水平速度25m/s飛向一只球棒，被球棒擊中后，以45m/s的速度反方向水平飛回。設球棒與壘球的作用時間為0.002s，則球棒對壘球的平均力是多少？ 學生爬上黑板執行答題步驟，教師點評規范。 分析：球棒對壘球的力是一個變力，力的作用時間很短，在這短暫的時間內，力先急劇增大，然后急劇減小到0。在撞擊、碰撞等問題中，相互作用的時間很短暫，力的變化都有這個特點。 動量定律適用于變力作用過程，因此，可用動量定律計算球棒對壘球所受的平均力。 解：設壘球飛向球棒的速度方向為正方向，壘球的初動量為p=mv=0.18×25kg·米/秒=4.5kg·米/秒，壘球的最終動量為p=mv=-0.18×45kg·米/秒=-8.1kg·米/秒，根據動量定律，壘球所受的平均力為F=。 壘球所受的平均力的大小為6300N。 負號表示力的方向與坐標軸方向相反，即力的方向與壘球飛出的方向相反。 【鞏固練習】下列說法正確的是（ ） A.力越大，力對物體產生的沖量越大。 B. 如果物體的動量在一段時間內發生變化，則動能也必須發生變化。
C.如果物體的動量在一段時間內發生變化，那么在此期間物體所受的合外力一定不為零。 D.合外力作用于物體的沖量越大，它的動量就越大。 2.如圖所示，一個質量為m的物體，在與水平方向成角度θ的力F作用下，以恒定速度v向前運動t秒。在此期間，力F的沖量與物體所受的合外力的沖量分別是（ ）A.Ft，FtcosθB.Ftsinθ，FtcosθC.Ftcosθ，0D.Ft，04.蹦床是一項競技運動，運動員利用蹦床的反彈力來表演技巧。一名體重為50公斤的運動員從1.8米高處自由落體到蹦床上。 設從運動員觸及蹦床到運動員下沉到最低點，時間間隔為0.2s，則在此期間，蹦床對運動員所施加的沖量的大小為（忽略空氣阻力）（ ） A.400 N·s B.300 N·s C.200 N·s D.100 N·s 三、課堂總結 要求學生盡量總結本課所學的知識和方法。 學生學習分析 經過必修課1、2的學習，學生初步掌握了物理學的基本知識和原理，也具備了一定的分析和解決物理問題的能力。特別是經過第16章第1節（實驗：探索碰撞中的不變量）的學習，為本課的學習打下了良好的基礎和準備，因此，大部分學生可以獨立進行推理、分析和判斷。但由于動量定理是矢量的，這會給學生的學習、理解和運用帶來一定的障礙。
動量定理效果分析 韓麗芬老師：李老師講授的《動量定理》這節課從演示實驗入門到采用小組實驗驗證，充分體現了物理學科的特點，讓學生發現問題、實驗探索、理論推導，符合物理學科核心素養的要求。知識的學習由質變量，循序漸進，符合學生的認知特點。如果給學生更多的發言交流機會，效果會更好！ 趙恩寬老師：這節課一開始就用生活中常見的雞蛋設計了導言，學生積極參與演示，效果很好，緊扣主題。教學語言簡潔優美，整節課的教學設計富有創意，課中引用視頻，感受這一段知識在生活中的應用。課堂教學緊緊圍繞教學目標，突出教學重點，突破難點。 體現了課堂的主角是學生，教師作為引導者，體現了新課程標準的思想，教學效果極佳。范景超老師：這堂課，李老師先從定性的角度介紹動量定律，再從定量的角度讓學生逐步掌握動量定律，符合學生的認知規律，加深了學生對動量定律的理解，效果良好。學生在練習中定量計算題較少，課后要加強訓練，更好地掌握動量定律。《動量定理》教材分析《普通高中課程標準實驗教材物理（人教版選修3-5）》第16章第2節（動量與動量定律）中的動量定律是物理學的核心內容之一。 動量定律雖然是由牛頓第二定律推導出來的，但是動量定律的適用范圍比牛頓第二定律要廣泛。
更重要的是，動量定理把過程量（沖量）和兩個簡單??狀態量（動量的變化量）有機地聯系在一起，比牛頓第二定律更加容易應用。因此，本課不僅是本章的核心內容，更是高中物理的重點內容。 《動量定理》考核練習 【例】一個質量為0.18kg的壘球以25m/s的水平速度向球棒飛去，被球棒擊中后，以45m/s的速度沿反方向水平飛回。設球棒與壘球作用時間為0.002s，則球棒對壘球的平均力是多少？ 分析：球棒對壘球的力是一個變力，力的作用時間很短暫。 在這短暫的時間內，力先急劇增大，然后急劇減小到0。在沖擊、碰撞等問題中，相互作用時間很短暫，力的變化都有這一特點。動量定理適用于變力作用的過程，因此可以利用動量定理計算球棒對壘球的平均力。解：定義壘球飛向球棒的速度方向為正方向，壘球的初動量為p=mv=0.18×25kg·m/s=4.5kg·m/s，壘球的最終動量為p=mv=-0.18×45kg·m/s=-8.1kg·m/s，根據動量定律，壘球所受的平均力為F=。壘球所受的平均力的大小為6300N。 負號表示力的方向和坐標軸方向相反，也就是力的方向和壘球飛出的方向相反。 【鞏固練習】下列說法中正確的是（ ） A.力越大，力對物體產生的沖量越大。
B.如果物體的動量在一段時間內發生變化，那么動能也必須發生變化。 C.如果物體的動量在一段時間內發生變化，那么在這段時間內物體所受的合外力一定不為零。 D.合外力作用于物體的沖量越大物理高中必修一1-2 動量定理》（教案），它的動量就越大。 2.如圖所示，質量為m的物體在與水平方向成角度θ的力F作用下，以恒定速度v向前運動t秒。在此期間，力F的沖量與物體所受的合外力的沖量分別是（ ）A.Ft，FtcosθB.Ftsinθ，FtcosθC.Ftcosθ，0D.Ft，04.蹦床是一項競技運動，運動員利用蹦床的反彈力來表演技巧。一名體重為50公斤的運動員從1.8米高處自由落體到蹦床上。 如果從運動員接觸蹦床到運動員下沉到最低點的時間是0.2s，那么在這段時間內蹦床對運動員的沖量大小（忽略空氣阻力）為（ ）A. 400 N·sB. 300 N·sC. 200 N·sD. 100 N·s 《動量定理》課后反思學生學習動量后，會對動量有新的認識，對沖量和動量定理有新的認識。這節課我們首先會從定性的角度分析實驗現象，理解動量定理。然后我們會根據以前學過的自由落體運動設計一個實驗來驗證動量定理。學生會以小組為單位進行實驗，互相討論，合作學習。實驗中最重要的是實驗數據的處理，從學生得到的數據來看，大部分小組得出的數據符合實驗事實，實驗數據合理。 但也有個別小組處理實驗數據太慢，沒有得出實驗結論。還有一部分小組實驗數據不合理，其實重力的沖量應該略大于動量的變化，原因是阻力的沖量與重力的沖量方向相反。實驗操作存在問題，課后要反思。對于沖量的基本概念，學生要重點理解，通過學生的計算，大部分學生可以進行簡單的應用。
學生要想掌握動量定律，就應加強課外訓練，以達到掌握它的目的。《動量定律》課程標準解析 1.知識與技能： （1）理解動量、沖量的概念。 （2）理解動量定律的確切含義和表達物理高中必修一1-2 動量定理》（教案），知道動量定律的適用性和矢量性。 （3）能運用動量定律解釋有關的物理現象和解決實際問題（限于一維情形）。 2.過程與方法： （1）通過動量定律的推導過程，培養學生的理論研究能力。 （2）通過閱讀文本、科學猜想、討論交流、理論研究和實驗研究，讓學生體驗自主學習和合作學習的方法。 （3）通過學習人類認識動量是矢量的歷史過程，讓學生體驗物理學的研究方法。 3.情感、態度與價值觀： （1）通過研究人類認識動量是矢量的歷史過程，鼓勵學生刻苦學習，勇敢探索。 （2）通過實驗演示、科學猜想、理論研究和實驗研究，激發學生的學習興趣和創新欲望。 （3）運用所學知識解釋常見現象，解決問題，讓學生體驗成功的喜悅。 教學重點與難點 1.重點： （1）動量定理的物理意義。 （2）應用動量定理解釋有關物理現象，解決實際問題。 2.難點：如何運用動量定理解決問題（一維問題）。